手把手教你算准顶层柱子钢筋

原创作者：张向荣

我在辅导同学们做工程的过程中，发现大家对柱子的顶层节点选择有很多疑问：软件里节点太多，到底选择哪个节点才是正确的？造成这个问题的原因在于对平法图集16G101-1的67页、68页原理部分理解不到位，我想通过本文帮大家彻底搞清楚柱子顶层纵筋的计算原理。原理搞清楚了，在软件里选择那个节点就一目了然了。

我们先来看一下平法图集16G101-1的67页、68页的内容，如图1、图2所示。

图1：平法图集16G101-167页内容

68页的内容如图2所示。

图2：平法图集16G101-1 68页内容

如果大家看不清楚，可以打开图集翻到这两页，边看图集边读文章，可以更好地理解。

不同部位的柱，到顶层纵筋的算法各不相同。要想搞清楚顶层柱纵筋计算原理，我们首先要搞清楚什么是角柱、什么是边柱、什么是中柱，同时还要搞清楚什么是内侧纵筋，什么是外侧纵筋。

什么是角柱、边柱、中柱？

图集根据柱子不同的受力情况（偏心受压、轴心受压），给出了角柱、边柱、中柱不同的配筋。这三个概念必须弄清楚才行，我根据自己的经验给出了较为通俗易懂的定义。如果大家觉得不妥，可以在文章后留言，我们共同探讨。

柱子与梁的位置关系（即受力不同）决定了什么是角柱、什么是边柱、什么是中柱。

两根梁形成L型相交，相交位置的柱就是角柱，两根梁形成丁字相交，相交位置的柱子就是边柱，两根梁形成十字相交，相交位置的柱子就是中柱，如图3所示。

图3

什么是内侧纵筋？什么是外侧纵筋？

内侧纵筋与外侧纵筋也是由柱与梁的相交关系决定的（即：偏心受压、轴心受压）。与梁相交的面属于内侧纵筋，不与梁相交的面属于外侧纵筋，按照这个定义，角柱两面是外侧纵筋，两面是内侧纵筋；边柱有一面是外侧纵筋，三面是内侧纵筋，中柱因为四面都与梁相交，全部是内侧纵筋，如图4所示。

图4

注意，内外侧筋相交的那根角筋算外侧纵筋。

认识了角柱、边柱、中柱以及它们的内侧纵筋和外侧纵筋，接下来我们来计算纵筋的长度，我们先从最简单的中柱开始计算。

中柱纵筋长度计算

从前面的知识我们可以了解到，中柱只有内侧纵筋。请大家翻开平法图集16G101-1的68页，我们先来看一下16G平法对中柱的内侧纵筋有什么规定。

（一）中柱的节点构造

平法图集关于中柱顶部构造有4个节点，下面我们一一讲解。

1、节点1：中柱纵筋向内弯折12d

节点1适用于顶部屋面板厚小于100的情况，由于板太薄，柱纵筋不宜锚入板内，只能向柱内弯折，如图5所示。

图5

并不是所有的纵筋都不能向柱外弯折，图5中伸入梁内部分的柱子纵筋，就可以向外弯折，这就是节点2要给大家讲的。

2、节点2：中柱纵筋向外弯折12d

节点2适用于顶部屋面板厚度大于100的情况，由于板厚大于100厚，柱纵筋可以向柱外伸入板内或梁内，如图6所示。

图6

3、节点3：中柱纵筋加锚头或锚板

中柱纵筋加锚头或者锚板，如图7所示。

图7

节点3很好理解，就是在钢筋头上加螺栓锚头或加一块钢板，以增加钢筋的锚固强度。

4、节点4：中柱纵筋到顶直锚

若柱子遇到顶部屋面梁比较高，且梁高大于锚固长度LaE，这时柱子纵筋必须直锚到顶，如图8所示。

图8

这里大家要注意，柱子纵筋伸入梁内尺寸只满足锚固长度是不行的，一定要伸到柱顶部。例如，如果柱子的纵筋是螺纹22的，锚固长度34d=34*22=748，梁高=900，这时候柱子纵筋伸入梁内的尺寸应该是900-30（保护层30）=870，而不是748。

这是因为在框架结构里，柱子承受梁的荷载，柱为主，梁为次，所以无论梁截面有多高，柱子钢筋一定要到的梁顶减保护层才行。

弄清了图集给的这些节点，接下来我们就可以计算中柱的顶部纵筋了。

（一）中柱纵筋长度计算

从以上图集给的节点分析中可知，中柱纵筋我们只计算两种情况就可以，节点1和节点2长度一样，都是到顶弯折12d，可以按弯锚来计算，节点3和节点4我们都按直锚来计算。

1、中柱纵筋弯锚长度计算

由于柱子纵筋不能在一个截面搭接，中柱纵筋就分为较低纵筋与较高纵筋，下面分别计算。

（1）较低纵筋长度计算

中柱弯锚情况较低纵筋长度计算如图9所示。

图9

（2）较高纵筋长度计算

中柱弯锚情况较高纵筋长度计算如图10所示。

图10

注意，这里d选用较大纵筋直径。

（3）软件里如何选择节点

中柱弯锚情况，在软件里选择节点一，操作步骤如图11所示。

图11

2、中柱纵筋直锚长度计算

前面我们已经知道了，中柱纵筋直锚情况，必须伸入到柱顶，长度也分为较低纵筋与较高纵筋，下面分别计算。

（1）较低纵筋长度计算

中柱直锚情况较低纵筋长度计算如图12所示。

图12

（2）较高纵筋长度计算

中柱直锚情况较高纵筋长度计算如图13所示。

图13

（3）软件里如何选择节点

中柱直锚情况，在软件里选择节点五，操作步骤如图14所示。

图14

边角柱纵筋长度计算

边角柱出现两种纵筋，一种是外侧纵筋，一种是内侧纵筋，内侧纵筋的算法，同前面讲的中柱计算，下面我们主要讲边角柱外侧纵筋的计算方法。

关于边角柱外侧纵筋，平法图集16G101-1的67给出了5种节点构造，下面我们一一解读这5个节点及其算法。

（一）节点1：柱外侧纵筋与梁顶部纵筋连为一体

节点1构造说的是：柱子外侧纵筋与梁顶部钢筋连成一体，如图15所示。

图15

这种情况设计上很少使用，施工上也不方便，所以很少出现，大家了解就行了。

如果你遇到这种情况，柱子纵筋就算至柱顶部减去保护层，与前面讲的中柱直锚算法一样，此处不再赘述。

（二）节点2：柱外侧筋与梁顶部筋相互搭接，且柱纵筋过柱另一边

节点2构造说的是：柱外侧纵筋与梁顶部纵筋相互搭接，搭接长度从梁底算起满足1.5LabE，且柱外侧筋到头过柱的另一边（注：这里LabE是基本锚固长度），如图16所示。

图16

图16柱子外侧纵筋的算法分两种情况：第一种情况是外侧纵筋的配筋率≤1.2%，另一种情况是外侧纵筋配筋率＞1.2%，下面分别讲解。

关于外侧纵筋的配筋率，解释一下：

柱外侧纵筋的配筋率=柱外侧纵筋的截面面积/柱截面面积。

1、当柱外侧纵筋配筋率≤1.2%时

当柱外侧纵筋配筋率≤1.2%时，柱外侧纵筋伸入梁内只有一批纵筋，伸入长度从梁底算起满足1.5LabE，计算长度也分为较低纵筋与较高纵筋，下面分别计算。

（1）较低纵筋长度计算

较低纵筋长度计算过程如图17所示。

图17

（2）较高纵筋长度计算

较高纵筋长度计算过程如图18所示。

图18

（3）软件里如何选择节点

这种情况软件选择节点C-2，操作步骤如图19所示。

图19

2、当柱外侧纵筋配筋率＞1.2%时

这种情况因为钢筋太密，柱子外侧纵筋伸入梁内要分两批纵筋，第一批与图17、图18算法一样，此处不再赘述，第二批长度计算也分为较低纵筋和较高纵筋，下面分别计算。

（1）较低纵筋长度计算

较低纵筋长度计算过程如图20所示。

图20

（2）较高纵筋长度计算

较高纵筋长度计算过程如图21所示。

图21

（3）软件里如何选择节点

这种情况软件选择节点C-1，操作步骤如图22所示。

图22

（三）节点3：柱外侧筋与梁顶部筋相互搭接，且柱纵筋不过柱另一边

节点3构造说的是：柱子外侧纵筋伸入梁内长度从梁底算起满足1.5LabE，与节点2不一样的是，节点3柱外侧纵筋水平长度没有过柱子的另一边，但图集另外加了一个条件，就是柱外侧纵筋的水平长度必须≥15d，如图23所示。

图23

我们仍按外侧纵筋配筋率≤1.2%和大于1.2%两种情况来处理。

1、当柱外侧纵筋配筋率≤1.2%时

当外侧纵筋配筋率≤1.2%时，柱子外侧纵筋伸入梁内只有一批纵筋，伸入长度从梁底算起1.5LabE，且柱外侧纵筋的水平长度必须满足≥15d，计算长度也分为较低纵筋与较高纵筋，下面分别计算。

（1）较低纵筋长度计算

较低纵筋长度计算过程如图24所示。

图24

（2）较高纵筋长度计算

较高纵筋长度计算过程如图25所示。

图25

（3）软件里如何选择节点

这种情况，软件里选择节点C-2，操作步骤如图26所示。

图26

2、当柱外侧纵筋配筋率＞1.2%时

当外侧纵筋配筋率＞1.2%时，柱子外侧纵筋伸入梁内纵筋分两批计算，第一批纵筋从梁底算起伸入梁内长度满足1.5LabE，且柱外侧纵筋的水平长度必须≥15d，与图24、图25算法一样，这里不再赘述。

第二批纵筋在第一批的基础上另加20d，计算过程也分较低纵筋和较高纵筋，下面分别计算。

（1）较低纵筋长度计算

较低纵筋长度计算过程如图27所示。

图27

（2）较高纵筋长度计算

较高纵筋长度计算过程如图28所示。

图28

（3）软件里如何选择节点

这种情况，软件里选择节点C-1，操作步骤如图29所示。

图29

（四）节点4：柱外侧纵筋不能伸入梁内的纵筋处理办法

我们知道，梁宽一般都比柱截面宽小，这就造成柱外侧纵筋，有些能伸入梁内，有些不能伸入梁内，那不能伸入梁内的外侧纵筋能不能伸入板内呢？答案是不一定，图集规定，当板厚≥100时，柱外侧纵筋可以伸入板内，当板厚＜100是，柱外侧纵筋就不能伸入板内。如图30所示。

图30

如果不能伸入梁内，也不能伸入板内怎么办呢？节点4就是专门来解决这个问题的，只能在柱内锚固，如图31所示。

图31

节点4正好是对节点1、节点2、节点3的补充，所以，在实际工程中，往往是节点2+节点4，或者节点3+节点4这种组合方式处理。

还有一个问题，就是在什么情况下会出现第二层纵筋？答案是当角筋是并筋时候，会出现第二层外侧纵筋，如图32所示。

图32

当柱角筋出现并筋时，伸入柱内的纵筋，就出现两层纵筋，第一层伸入柱的另一边减保护层加向下弯折8d，第二层伸入柱的另一边减保护层，下面分别讲解算法。

1、第一层纵筋长度计算

第一层纵筋也分为较低纵筋与较高纵筋。

（1）较低纵筋长度计算

较低纵筋长度计算如图33所示。

图33

（2）较高纵筋长度计算

较高纵筋长度计算如图34所示。

图34

（3）软件里如何选择节点

图集中的节点4是对节点1、节点2、节点3的补充，在软件里，我们在前面选择节点C-1和C-2时，已经包含了节点4.，所以节点4不单独选择。

2、第二层纵筋长度计算

第二层纵筋也分为较低纵筋与较高纵筋。

（1）较低纵筋长度计算

较低纵筋长度计算如图35所示。

图35

（2）较高纵筋长度计算

较高纵筋长度计算如图36所示。

图36

（3）软件里如何选择节点

软件里没有给出这种情况的节点，遇到这种情况，软件全按柱子外侧纵筋伸入柱对边减保护层下弯8d处理了。

（五）节点5：梁包柱情况

节点5说的是：梁包柱情况，柱外侧纵筋直锚到顶，梁顶部纵筋伸入柱内，如图37所示。

图37

这种情况，柱子纵筋按直锚长度计算，计算过程同前面的中柱直锚情况，此处不再赘述。

还有两个小问题

1、为什么要在柱顶角部增加附加钢筋？如图38所示。

图38

这是因为柱子外侧纵筋一般都是大直径的钢筋，到顶部弯曲半径比较大，在柱子顶部的边角处形成一块只有素混凝土没有钢筋的空白区域，如图39所示。

图39

所以，在顶部柱角位置，一定要增加附加钢筋。

2、怎样理解伸入梁内柱外侧纵筋不宜少于柱外侧全部纵筋的65%？如图40所示。

图40

这一条主要是针对设计人员说的，我们预算上不考虑这个条件，其实图集用的是不宜少于65%，而不是绝对不能少于65%，在实际工程中保持在65%左右就可以了，如图41就是我们经常遇到的两种情况，外侧纵筋伸入梁内的情况，应该在65%左右，都是符合要求的。

图41

在实战中如何运用这些节点

我们的老师经常带面授班的同学做工程，大家在实际做工程中经常会遇到4种情况。如何选中节点？下面我就以2号办公楼为例给大家讲解一下。

（一）忘记设置边角柱

大家最容易犯的错误是，到顶层忘记设置边角柱，如果你不设置，软件默认就按中柱计算，如图42所示。

图42

由之前讲过的知识可知，中柱和边角柱到顶部的钢筋长度是不一样的。我们汇总一下，此时软件计算出顶层柱的钢筋是2542.254kg，如图43所示。

图43

（二）按照软件默认值计算

广联达GTJ2018软件里，有专门设置边角柱的功能，操作步骤如图44所示。

图44

这时软件顶层边角柱外侧纵筋，有个默认节点C-2，如图45所示。

图45

由图45可知，软件默认节点C-2，并没有考虑配筋率大于或小于1.2%的情况，只考虑65%的外侧纵筋伸入梁内，其余35%锚入柱内，没有分两批处理。这种结果是否正确，要根据具体图纸判断，就2号办公楼来说，软件这个默认设置也是正确的。

我们来看一下软件的计算结果，如图46所示。

图46

（三）节点选择错误

大家容易犯的第三个错误是节点选择错误，比如有位同学选择节点B，如图47所示。

图47

很明显，图集选错了，这就是大家没有充分理解图集16G101-1的67页内容导致的结果，只是因为长得像就选择了这个错误节点。

选择节点B所计算的结果如图48所示。

图48

（四）选择对自己有利的节点

如果按照现有软件功能，放弃配筋率大于小于1.2%的判断，我们按照软件里的节点C-1，外侧纵筋分两批伸入梁内，也是能说的过去的，这种情况有50%的钢筋多算了20d，操作步骤如图49所示。

图49

我们来看一下，选择节点C-2软件的计算结果，如图50所示。

图50

我们把前面的四个结果拿过来比较一下，如图51所示。

图51

图51中可以看出，即使节点选择错误，钢筋重量也差不了多少，小工程会差几百公斤，大工程会差1~2吨，所以，很多同学即使没有设置，也不会发现你犯了错误。然而千里之堤溃于蚁穴，如果对这一问题毫无察觉，就永远也不知道自己错在哪里，也无法提升自己的真本领。

图51中，前两个节点是错误的，后两个节点，因为软件放弃了配筋率大于或小于1.2%的判断，我们选择节点C-1、节点C-2都能说过去的，显然，如果站在施工单位的角度，选中节点C-1（2705.332kg）是合理的，如果站在建设单位的角度，选中C-2（2637.274kg）是合理的，你可以选择对自己有利的节点选择。对量的时候你们再论述各自的理由。

本文的重点是帮助各位造价人掌握顶层柱子钢筋的计算原理。钢筋在很多情况下是没有标准答案的，你只要懂得了原理，就可以找到正确的理由，希望大家通过这篇文章，充分理解顶层柱子纵筋的计算原理，在实战中自如应对。

注：欢迎大家关注小编的微信公众号“土木智库”，里面有小编整理的建筑行业的众多资料，有一建、二建、造价、消防视频和课件，欢迎大家的加入

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